近年來(lái),有機(jī)電子學(xué)的發(fā)展有效地促進(jìn)了多種有機(jī)功能器件的誕生,如有機(jī)發(fā)光二極管、有機(jī)太陽(yáng)能電池、有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)管等,同時(shí)也激發(fā)了人們對(duì)有機(jī)材料中自旋這一內(nèi)稟屬性認(rèn)識(shí)的欲望與動(dòng)力。目前,有機(jī)材料所具有的強(qiáng)電子-晶格耦合以及較弱的自旋軌道相互作用和超精細(xì)相互作用為研究有機(jī)材料自旋相關(guān)的效應(yīng)提出了更多的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。在眾多有機(jī)自旋器件中,對(duì)自旋態(tài)的操控可以采用接觸型的電調(diào)控方式,亦可采用非接觸的磁場(chǎng)調(diào)控或者光場(chǎng)調(diào)控方式。由于光場(chǎng)調(diào)控自旋具有精準(zhǔn)度高,低功耗的特點(diǎn),因此,有機(jī)材料內(nèi)光控自旋具有巨大的發(fā)展前景,有望應(yīng)用于全光磁存儲(chǔ)、3D成像等領(lǐng)域,方便人們的生活。與非手性材料相比,手性材料具有獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì),例如旋光性、圓二色性、圓偏振發(fā)光等。由于手性結(jié)構(gòu)中對(duì)稱性的破缺,可以有效增加電子自旋角動(dòng)量與軌道角動(dòng)量之間的耦合,這使得手性材料中可以存在光-自旋效應(yīng),例如磁手征二色性、手性誘導(dǎo)的自旋選擇效應(yīng)等。手性有機(jī)晶體一方面具有較強(qiáng)的電-聲子耦合,另一方面具有手性增加的軌道角動(dòng)量,將可能是研究手性材料中的光子與電子自旋之間耦合機(jī)制的合適載體。本文基于有機(jī)手性晶體,依據(jù)實(shí)驗(yàn)和理論模擬計(jì)算研究了有機(jī)體系中光子-自... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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圖１＿１自然界中的手性

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??型具有手性性質(zhì)，這類手性分子被稱為中心手性分子，其中心的碳原子被稱為??手性中心或不對(duì)稱中心。軸手性也是常見的一類手性分子構(gòu)型，這類分子中沒??有手性中心，而是存在一根手性軸，多個(gè)基團(tuán)圍繞軸不對(duì)稱的排布，使得分子??具有手性。平面手性是指某些基團(tuán)的存在破壞了分子對(duì)稱面的對(duì)稱性從而產(chǎn)生??了手性面，使分子具有不對(duì)稱性。螺旋化合物是一類不具手性中心和手性軸的??特殊的手性化合物，其分子構(gòu)型繞一軸成螺旋狀而使分子具有手性。??中心手性基團(tuán)繞手性中心不?Ｈ＼ｊ。??分子?對(duì)稱占據(jù)??軸手性分基團(tuán)繞手性軸不對(duì)?ＡＣ?ｉ－Ｈ，??＼＇＝Ｃ＝Ｃ??子?稱占據(jù)?／?＼??平面手性基團(tuán)繞手性平面不??分子?對(duì)稱占據(jù)??螺旋手性分子形狀像螺桿或??分子?盤旋扶梯?Ｓ??表１－１手性分子的分類??除分子層面的手性化合物材料，通過(guò)分子間弱相互作用力形成的超分子材??料也可以是手性的。手性超分子材料中，手性扭曲和螺旋是兩種常見的納米結(jié)??構(gòu)。從幾何結(jié)構(gòu)上來(lái)看，扭曲型結(jié)構(gòu)就像擰緊的絲帶，通常在熱力學(xué)上較為穩(wěn)??定。螺旋型材料則呈絲帶繞圓柱纏繞的形狀，通常在熱力學(xué)上較不穩(wěn)定。有機(jī)??材料具有易加工的優(yōu)點(diǎn)，以這兩種常見的手性納米結(jié)構(gòu)為基本單元，可以衍生??出多種更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，如ＤＮＡ雙螺旋［１１、多螺旋Ｗ、超螺旋Ｗ、枝狀扭曲Ｗ??等。??？?？?４扭曲型??ｎ?＜?＿??螺旋型??圖１－２兩種常見的手性高分子結(jié)構(gòu)??２??

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??超分子材料對(duì)于組裝單元的手性沒有特定的要求，如果組裝單元是手性的，??自組裝會(huì)自發(fā)形成手性超分子材料；如果組裝單元是非手性的，也可以通過(guò)自??組裝過(guò)程中的對(duì)稱性破缺形成手性結(jié)構(gòu)。手性超分子材料的自組裝過(guò)程中往往??伴隨著手性的放大和傳遞，使得科學(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)手性功能材料更加靈活，是當(dāng)前??獲得新的手性材料的常用手段。??＋?Ｉ??Ｃｈｉｒａｌ?＾??＋?＋Ｍ?｜??！?Ａｃｈｉｒａ?Ｃｈｉｒａｌ??＋?□＝＾＞１１??Ａｃｈｉｒａｌ?Ｔ?｜??圖１－３超分子手性??在化學(xué)家手中，許多構(gòu)型的分子可以通過(guò)引入手性因子來(lái)自組裝生長(zhǎng)各種??手性納米結(jié)構(gòu)。例如，具有兩親性質(zhì)的分子往往可以形成層狀結(jié)構(gòu)，通過(guò)引入??手性元素，可以生長(zhǎng)手性扭曲或手性納米管結(jié)構(gòu)［５］；?Ｃ３對(duì)稱的分子［６］或盤狀分子??［７］，往往自主裝形成柱狀結(jié)構(gòu)，通過(guò)引入手性中心或手性軸可以生長(zhǎng)扭曲型的納??米柱。??除了直接引入手性元素到有機(jī)分子中，再通過(guò)自組裝生長(zhǎng)手性納米結(jié)構(gòu)，??還可以使用手性添加劑或手件誘導(dǎo)劑來(lái)輔助非手件分子手性自組裝。伴隨著手??性轉(zhuǎn)移和手性放大等過(guò)程，手性信息傳遞至非手性部分，最終自組裝形成手性??納米結(jié)構(gòu)。Ｂｅｒｔｈｉｅｒ等人首次報(bào)道了非手性兩親物薄膜可以在手性酒石酸抗衡離??子的作用下手性扭曲［８］。這種生長(zhǎng)手性納米結(jié)構(gòu)的手段一方面避免了復(fù)雜的化??學(xué)合成過(guò)程，繞過(guò)了某些分子難以引入手性元素的問(wèn)題；另一方面，通過(guò)控制??手性劑和非手性分子的比例，可以調(diào)節(jié)手性納米結(jié)構(gòu)的尺寸、手性強(qiáng)弱等性質(zhì)。??純的非手性分子也能形成手性納米結(jié)構(gòu)，這種情況往往在具有高度各向異??性的分子中出現(xiàn)。在這類分子中，有序的堆積


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